锅炉短期停炉保压技术的应用

刘星光 王小沈

（河南中烟工业有限责任公司驻马店卷烟厂，河南 驻马店 463000）

一、存在问题

驻马店卷烟厂生产、生活用蒸汽来源有两个：一个是电厂低压蒸汽,另一个是本厂锅炉生产的蒸汽。由于电厂供应的蒸汽压力不能满足需求,制丝所需的蒸汽由两台产汽量为10T/h的蒸汽锅炉提供。制丝车间主要是白天生产，到夜晚，锅炉处于无负荷保压运行状态：锅炉小火加热，维持锅炉及其连通的蒸汽管网保持蒸汽压力在0.5MPa左右，第二天制丝生产时，进入带负荷运行。这样有利的一面是维持锅炉压力，减少腐蚀，便于随时升压带负荷运行，不利的方面是需要人员值守，消耗水、电、燃气，造成人力、能源的消耗。

二、问题分析

要减少人力、能源消耗，制丝生产完后停止锅炉运行是最佳选择，但是又出现锅炉频繁启停带来如下问题：

（一）锅炉停炉后，随着锅炉及其相连管网压力的下降，外界空气将会渗入水汽系统，造成锅炉腐蚀，不利于锅炉的安全运行。

（二）由于锅炉的停炉，锅炉及其管网压力下降，在管网中存在大量凝水，第二天锅炉慢慢升压对管网进行暖管，需要人工开启疏水旁通阀进行凝水排放、送汽，生产响应速度慢。

如果将低压蒸汽引入锅炉及其相连的蒸汽管网，使该系统维持一定的蒸汽压力，一方面便于锅炉系统能够快速响应生产保供，另一方面不让外界空气进入停止运行锅炉的水系统，防止锅炉停炉腐蚀，这样可以有效消除保压运行带来的无谓消耗，达到节能的目的。

三、锅炉短期停炉保压系统的设计

（一）设计思路：

要保证锅炉运行的安全性、经济性要求，锅炉短期停炉保压系统应具有如下特点：

1.蒸汽单向流动，系统安全性高。

2.锅炉与低压蒸汽电磁阀开、关信号互联，实现系统的自动启停。

3.系统安装、维护方便，可以实现锅炉的快速运行，能耗低。

锅炉短期停炉保压系统主要有三部分组成：管道部分、自动控制部分、实时监测部分。

1.管道部分：

将低压蒸汽源通过该管道引入锅炉及其相连管网，实现低压蒸汽对停炉锅炉的蒸汽保压功能。

2.自动控制部分：蒸汽的流向控制、系统启停控制。

蒸汽的流向控制：锅炉停炉后，当锅炉及其相连管网的蒸汽压力达到或低于低压蒸汽的压力时，低压蒸汽开始向锅炉及其相连管网供汽，维持其蒸汽需求；锅炉正常运行时，高、低压蒸汽系统自动断开连接，恢复到原来的两个独立系统状态，互不影响。

系统启停控制：在管道上安装电磁阀，将低压蒸汽电磁阀开关信号与锅炉启停信号相连，实现系统的自动运行。

3.实时监测部分：

通过工业摄像头，将系统的现场画面传到锅炉操作室，便于观察系统运行情况，进一步提高系统安全性。

（二）方案优化

依据系统设计要求，结合实际情况进行细化设计：

1.低压蒸汽引入方案

要实现锅炉的停炉蒸汽保压，需要引入低压蒸汽，我们对厂区的蒸汽管网分布情况进行了分析：

可得出结论，要实现锅炉停炉蒸汽保压，有两种蒸汽引入方案：⑴地下室：通过管道及其附件，实现高、低压蒸汽分气缸的互联互通。⑵锅炉房东部。将电厂低压蒸汽管道与储气罐相连，实现低压蒸汽的引入。

2.停炉保压蒸汽流量的测算及管径

通过调查发现锅炉在无负荷保压运行时的蒸汽耗量很小，锅炉的蒸汽输出流量计无法显示，而锅炉运行时要消耗水、电、天然气，只不过是在不同负荷下以上的能源消耗量不同而已。我们将锅炉在无负荷保压运行时的耗水量作为测算依据，进行停炉保压蒸汽流量的测算。

从统计可以看出水耗平均在0.55T/h。我们将停炉保压蒸汽流量测算为0.5-0.8T/h，我们的低压蒸汽通过查阅蒸汽压力为0.5-0.6MPa在给定流速下管道内蒸汽流量表来确定需要的管径。蒸汽流量随压力、流速、管径的增大而增加，选择管径为50mm的无缝钢管，其输气量在0.352-1.025 T/h，满足系统保压蒸汽流量需求。

3.蒸汽止回阀

锅炉停炉后，当锅炉及其相连管网的蒸汽压力达到或低于低压蒸汽的压力时，低压蒸汽开始向锅炉及其相连管网供汽，维持其蒸汽需求；锅炉正常运行时，高、低压蒸汽系统自动断开连接，恢复到原来的两个独立系统状态，互不影响。结合实际情况我们选用DN50 DCV3止回阀，不锈钢材质，安装于EN1092 PN16法兰间。

4.蒸汽电动阀

蒸汽电动阀生产厂家较多，我们选择西门子型号为VVF45.504的二通电动阀、型号为SKB62.50的执行器。该执行器在1200KPa范围内相配执行器能在整个行程准确地驱动阀门，在保证执行器可安全关闭的情况下，阀门两端的最大允许压差为1600KPa。

5.控制信号的连接

将蒸汽电动阀的开、关信号与锅炉启停信号相连，实现系统的自动启停；通过增加锅炉停炉保压蒸汽电动阀自动控制程序，并下载至锅炉控制PLC。

6.蒸汽流量监测与系统监控

我们选用PROline P rowirl72 F涡街蒸汽流量计，将其与中控室电脑联网：一方面可以显示锅炉停炉保压的蒸汽消耗量，并进行统计，为锅炉停炉保压系统的经济效益分析提供科学的依据；另一方面，中控室人员可以通过观察流量显示值来判断保压系统的运行是否异常，提高系统的安全性。

四、应用效果

1.系统运行安全、可靠，达到了设计要求。

2.锅炉停炉期间，锅炉及其管网压力保持在5.0MPa以上，保压充分，杜绝空气进入，达到了防腐目的。

3.与原来的锅炉运行方式相比，减少了运行班次、降低了锅炉能耗，节约资金在60%以上，经济效益显著。